Fundamentos de los Sistemas: Componentes, Entornos y Modelos

Sistema: es un conjunto de objetos reunidos en una iteración o interdependencia regular. Esta definición es válida tanto para sistemas estáticos como dinámicos.

Partes de un Sistema

Entidad: es la denotación de un objeto de interés de un sistema. Atributo: se utiliza para denotar una propiedad de una entidad (una entidad puede tener varios atributos). Actividad: consiste en todo proceso que provoque cambios en el sistema. Estado del Sistema: se utiliza para describir entidades, atributos y actividades en el sistema en algún determinado punto en el tiempo.

Medio Ambiente del Sistema

Los cambios que ocurren fuera del sistema son los cambios que ocurren en el medio ambiente del sistema.

Exógeno: es el término que se utiliza para denotar actividades que ocurren fuera del sistema (en el medio ambiente).

Endógeno: se utiliza para denotar actividades que ocurren dentro del sistema.

Tipos de Sistemas

Sistema cerrado: es aquel en el cual no existen actividades exógenas.

Sistemas abiertos: es aquel en el cual existen actividades exógenas, es decir, actividades fuera del sistema.

Actividades en Sistemas

Actividades Deterministas: es aquella donde es posible describir completamente sus resultados en término de la entrada.

Actividades estocásticas: es aquella donde los efectos de la actividad varían aleatoriamente en distintas salidas. La actividad estocástica pareciera ser parte del medio ambiente del sistema ya que por su carácter aleatorio no se conoce su resultado exacto en ningún momento. Sin embargo, se puede medir esta actividad aleatoria y expresar en forma de distribución. Entonces, si esta ocurrencia está bajo control del sistema es endógena, en caso contrario es exógena.

Sistemas Continuos y Discretos

Sistemas continuos: son aquellos sistemas en el cual los cambios son predominantemente suaves, tienen la forma de ecuaciones continuas que muestran la forma en que los atributos del sistema cambian con el tiempo.

Sistemas Discretos: los cambios son predominantemente discontinuos, se refiere a eventos que producen cambios en el estado del mismo.

Los sistemas continuos se pueden simplificar considerando que los cambios ocurren en una serie de pasos discretos. La ocurrencia de eventos que los rigen y que no necesariamente ocurren siguen una cierta distinción.

Modelos de Sistemas

Modelo: es una representación de un sistema real; un modelo nunca será un sistema real, sino la abstracción de este.

Un modelo de sistemas se divide en 2 subtareas: Determinación de la estructura: fijar frontera, identificar atributos, actividades, entidades del sistema. Proporcionar datos: los datos suministran los valores de los atributos que pueden tener y definir las relaciones en las actividades.

Tipos de Modelos

Tipos de modelo: modelos físicos y modelos matemáticos.

Modelos Físicos

Modelos físicos: modelos físicos estocásticos y modelos físicos dinámicos.

Modelos físicos: son modelos a escala (túneles de viento), las leyes bien establecidas de la similitud permiten hacer deducciones exactas relativas al comportamiento de un sistema de escala natural a partir de un modelo a escala.

Modelos físicos estáticos: modelos que semejan al sistema que modelan.

Modelos físicos dinámicos: se apoyan en la analogía entre el sistema que se estudia y algún otro sistema de naturaleza distinta, que dependen de la similitud que subyace en las fuerzas que gobierna el comportamiento del sistema.

Modelos Matemáticos

Modelos matemáticos: en donde las entidades de un sistema y sus atributos se representan mediante variables matemáticas.

Modelo matemático estático: despliega las relaciones entre los atributos del sistema cuando este está en equilibrio; si se cambia ese equilibrio alterando uno o más atributos, esto permitiría encontrar los nuevos valores de todos los atributos, pero no la forma de cómo cambiaron. Pueden ser analíticos o numéricamente resueltos dependiendo de la naturaleza del modelo.

Modelo matemático dinámico: permite deducir los cambios de las actividades del sistema en función del tiempo. Pueden ser analíticos o numéricamente resueltos.